Name: optimization of radiochemical reactions using droplet arrays
Uploaded: 2021-02-12T14:15:00
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Ringraziamo l'UCLA Biomedical Cyclotron Facility e il Dr. Roger Slavik e il Dr. Giuseppe Carlucci per aver generosamente fornito[18F]fluoruro per questi studi e l'UCLA NanoLab per il supporto con attrezzature per la fabbricazione di chip.

ATTENZIONE: Questo protocollo prevede la manipolazione di materiali radioattivi. Gli esperimenti non devono essere effettuati senza la formazione necessaria e i dispositivi di protezione individuale e l'approvazione dell'ufficio per la sicurezza delle radiazioni presso la vostra organizzazione. Gli esperimenti devono essere eseguiti dietro la schermatura delle radiazioni, preferibilmente in una cella calda ventilata
1. Fabbricazione di chip multireazione
NOTA: I lotti...

<ol>
	<li>Matthews, P. M., Rabiner, E. A., Passchier, J., Gunn, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Positron+emission+tomography+molecular+imaging+for+drug+development.">Positron emission tomography molecular imaging for drug development.</a> British Journal of Clinical Pharmacology. 73 (2), 175-186 (2012).</li><li>Piel, M., Vernaleken, I., R&#246;sch, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Positron+emission+tomography+in+CNS+drug+discovery+and+drug+monitoring.">Positron emission tomography in CNS drug discovery and drug monitoring.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 57 (22), 9232-9258 (2014).</li><li>Cherry, S. R., Sorenson, J. A., Phelps, M. 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M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performing+multi-step+chemical+reactions+in+microliter-sized+droplets+by+leveraging+a+simple+passive+transport+mechanism.">Performing multi-step chemical reactions in microliter-sized droplets by leveraging a simple passive transport mechanism.</a> Lab on a Chip. 17 (24), 4342-4355 (2017).</li><li>Wang, J., Chao, P. H., van Dam, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra-compact,+automated+microdroplet+radiosynthesizer.">Ultra-compact, automated microdroplet radiosynthesizer.</a> Lab on a Chip. (19), 2415-2424 (2019).</li><li>Rios, A., Wang, J., Chao, P. H., van Dam, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+multi-reaction+microdroplet+platform+for+rapid+radiochemistry+optimization.">A novel multi-reaction microdroplet platform for rapid radiochemistry optimization.</a> RSC Advances. 9 (35), 20370-20374 (2019).</li><li>Sergeev, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performing+radiosynthesis+in+microvolumes+to+maximize+molar+activity+of+tracers+for+positron+emission+tomography.">Performing radiosynthesis in microvolumes to maximize molar activity of tracers for positron emission tomography.</a> Communications Chemistry. 1 (1), 10 (2018).</li><li>Pascali, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+nucleophilic+18F+radiofluorinations+using+a+microfluidic+reaction+approach.">Optimization of nucleophilic 18F radiofluorinations using a microfluidic reaction approach.</a> Nature Protocols. 9 (9), 2017-2029 (2014).</li><li>Lisova, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microscale+radiosynthesis,+preclinical+imaging+and+dosimetry+study+of+[18F]AMBF3-TATE:+A+potential+PET+tracer+for+clinical+imaging+of+somatostatin+receptors.">Microscale radiosynthesis, preclinical imaging and dosimetry study of [18F]AMBF3-TATE: A potential PET tracer for clinical imaging of somatostatin receptors.</a> Nuclear Medicine and Biology. 61, 36-44 (2018).</li><li>Wang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+radio-TLC+analysis.">High-throughput radio-TLC analysis.</a> Nuclear Medicine and Biology. 82-83, 41-48 (2020).</li><li>Dooraghi, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+microfluidic+PET+tracer+synthesis+with+Cerenkov+imaging.">Optimization of microfluidic PET tracer synthesis with Cerenkov imaging.</a> Analyst. 138 (19), 5654-5664 (2013).</li><li>Collins, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+diverse+PET+probes+with+limited+resources:+24+18F-labeled+compounds+prepared+with+a+single+radiosynthesizer.">Production of diverse PET probes with limited resources: 24 18F-labeled compounds prepared with a single radiosynthesizer.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 114 (43), 11309-11314 (2017).</li><li>Lazari, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fully+automated+production+of+diverse+18F-labeled+PET+tracers+on+the+ELIXYS+multireactor+radiosynthesizer+without+hardware+modification.">Fully automated production of diverse 18F-labeled PET tracers on the ELIXYS multireactor radiosynthesizer without hardware modification.</a> Journal of Nuclear Medicine Technology. 42 (3), 203-210 (2014).</li><li>Lisova, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid,+efficient,+and+economical+synthesis+of+PET+tracers+in+a+droplet+microreactor:+application+to+O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine+([18F]FET).">Rapid, efficient, and economical synthesis of PET tracers in a droplet microreactor: application to O-(2-[18F]fluoroethyl)-L-tyrosine ([18F]FET).</a> EJNMMI Radiopharmacy and Chemistry. 5 (1), 1 (2019).</li><li>Wang, J., Holloway, T., Lisova, K., van Dam, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Green+and+efficient+synthesis+of+the+radiopharmaceutical+[18F]FDOPA+using+a+microdroplet+reactor.">Green and efficient synthesis of the radiopharmaceutical [18F]FDOPA using a microdroplet reactor.</a> Reaction Chemistry &amp; Engineering. 5 (2), 320-329 (2020).</li><li>Lisova, K., Wang, J., Rios, A., van Dam, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptation+and+optimization+of+[F-18]+Florbetaben+([F-18]+FBB)+radiosynthesis+to+a+microdroplet+reactor.">Adaptation and optimization of [F-18] Florbetaben ([F-18] FBB) radiosynthesis to a microdroplet reactor.</a> Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals. 62, 353-354 (2019).</li><li>Wang, J., Chao, P. H., Slavik, R., van Dam, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-GBq+production+of+the+radiotracer+[18F]fallypride+in+a+droplet+microreactor.">Multi-GBq production of the radiotracer [18F]fallypride in a droplet microreactor.</a> RSC Advances. 10 (13), 7828-7838 (2020).</li></ol>

A causa delle limitazioni dei sistemi radiochimica convenzionali che consentono solo una o un piccolo numero di reazioni al giorno e consumano una quantità significativa di reagenti per punto dati, solo una piccola parte dello spazio complessivo dei parametri di reazione può essere esplorata nella pratica, e molte volte i risultati sono riportati senza ripetizioni (n =1). Rispetto ai sistemi convenzionali, questa piattaforma di radiosintesi a goccia multi-reazione rende pratico realizzare studi più completi e rigorosi...

I radiofarmaci a emissione di positroni (PET) sono ampiamente utilizzati come strumenti di ricerca per monitorare specifici processi biochimici in vivo e studiare malattie, e per lo sviluppo di nuovi farmaci e terapie. Inoltre, il PET è uno strumento fondamentale per diagnosticare o mettere in scena la malattia e monitorare la risposta di un paziente alla terapia1,2,3. A causa della breve emivizione dei radioisotopi pet (ad esempio, 110 minuti per i radiofarmaci con etichetta fluoro-18) e del rischio di radiazioni, questi composti sono preparati utilizzando sistemi automatizzati specializzati che operano dietro la schermatura delle radiazioni e devono essere preparati poco prima dell'uso.
Gli attuali sistemi utilizzati per sintetizzare i radiofarmaci sono progettati per produrre grandi lotti che sono divisi in molte dosi individuali per condividere il costo di produzione. Mentre i sistemi attuali sono adatti per la produzione di radiotraccianti ampiamente utilizzati come [18F]FDG (perché più scansioni dei pazienti ed esperimenti di ricerca possono essere programmati in un solo giorno), questi sistemi possono essere dispendiosi per la produzione di nuovi radiotraccianti durante lo sviluppo in fase iniziale, o radiotraccianti meno comunemente usati. I volumi utilizzati dai sistemi convenzionali sono tipicamente nell'intervallo di 1-5 mL e le reazioni richiedono quantità precursori nell'intervallo da 1-10 mg. Inoltre, l'uso di radiosintesizzatori convenzionali è generalmente ingombrante durante gli studi di ottimizzazione poiché l'apparecchio viene contaminato dopo l'uso e l'utente deve attendere il decadimento della radioattività prima di eseguire l'esperimento successivo. Oltre al costo delle apparecchiature, il costo del radioisotopo e dei reagenti può quindi diventare molto consistente per gli studi che richiedono la produzione di più lotti. Ciò può verificarsi, ad esempio, durante l'ottimizzazione dei protocolli di sintesi per i nuovi radiotraccianti per ottenere una resa e un'affidabilità sufficienti per i primi studi di imaging in vivo.
Le tecnologie microfluidiche sono state sempre più utilizzate nella radiochimica per capitalizzare diversi vantaggi rispetto aisistemi convenzionali 4,5,6. Le piattaforme microfluidiche, comprese quelle basate su volumi di reazione 1-10 μL7,8,9, hanno mostrato una significativa riduzione dei volumi di reagenti e del consumo di costosi precursori, nonché brevi tempi di reazione. Queste riduzioni portano a costi inferiori, passaggi di riscaldamento ed evaporazione più rapidi, purificazione a valle più breve e diretta, un processo di chimica generale "più verde"10e una maggiore attività molare dei radiotracciantiprodotti 11. Questi miglioramenti rendono più pratico eseguire studi di ottimizzazione più approfonditi abbassando il costo di reagente di ogni sintesi. Ulteriori vantaggi possono essere ottenuti eseguendo più esperimenti da un singolo lotto di radioisotopo in un solo giorno. Ad esempio, i radiosintesitori di chimica del flusso microfluidico che operano in "modalità di scoperta" possono eseguire in sequenza dozzine di reazioni, ognuna utilizzando solo 10 s di volume di reazione μL12.
Ispirato da questi vantaggi, è stato sviluppato un chip array di goccioline multi-reazione in cui le reazioni microvolume sono limitate a una serie di trappole di tensione superficiale su una superficie di silicio, create utilizzando un rivestimento in teflon fantasia. Questi chip consentono di eseguire più reazioni alla scala da 1-20 μL contemporaneamente, aprendo la possibilità di esplorare 10 di diverse condizioni di reazione al giorno, ognuna con più repliche. In questo documento viene dimostrata l'utilità di questo nuovo approccio ad alta produttività per l'esecuzione di ottimizzazioni radiochimiche rapide e a basso costo. L'uso di trucioli di goccioline multi-reazione consente una comoda esplorazione dell'impatto delle concentrazioni di reagenti e del solvente di reazione, e l'uso di chip multipli potrebbe consentire lo studio della temperatura e del tempo di reazione, il tutto consumando quantità molto basse di precursore.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>2,3-dimethyl-2-butanol (thexyl alcohol)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>594-60-5</td>
			<td>98%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>KMG Chemicals</td>
			<td></td>
			<td>Cleanroom LP grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium formate (NH4HCO2)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>540-69-2</td>
			<td>97%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anhydrous acetonitrile (MeCN)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>75-05-8</td>
			<td>99.80%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ceramic heater</td>
			<td>Watlow</td>
			<td>Utramic CER-1-01-0093</td>
			<td>25 mm x 25 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cerenkov imaging chamber</td>
			<td>Custom built</td>
			<td></td>
			<td>Other instruments can be used for TLC plate readout including: small animal in vivo optical imaging system, 2D radio-TLC scanner, 1D radio-TLC scanner</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DI water</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>7732-18-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable transfer pipets, 3 mL</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>13-680-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dose calibrator</td>
			<td>Capintec, Inc.</td>
			<td>CRC-25 PET</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fallypride</td>
			<td>ABX Advanced Biochemical Compounds</td>
			<td>1560.0010.000</td>
			<td>Fallypride reference standard, &#62;95%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>[18F]fluoride in [18O]H2O</td>
			<td>UCLA Ahmanson Biomedical Cyclotron Facility</td>
			<td></td>
			<td>Due to short half-life this must be obtained from local radiochemistry lab or commercial radiopharmacy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass cover plates (76.2 mm x 50.8 mm x 1 mm thick)</td>
			<td>C&#38;A Scientific</td>
			<td>6101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Headway spin coater</td>
			<td>Headway Research, Inc.</td>
			<td>PWM50-PS-R790 Sipinner system</td>
			<td>PWM50-control box, PS-motor, R790-bowl</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High temperature oven</td>
			<td>Carbolite</td>
			<td>HTCR 6 28</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot plate</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>Super-Nuova HP133425</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol (IPA)</td>
			<td>KMG Chemicals</td>
			<td></td>
			<td>Cleanroom LP grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mask aligner</td>
			<td>Karl Suss</td>
			<td>MA/BA6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol (MeOH)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>67-56-1</td>
			<td>&#8805;99.9%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge tube</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>0030 123.301</td>
			<td>500 &#181;L, colorless, polypropylene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette (0.5-10 &#181;L)</td>
			<td>Labnet</td>
			<td>BioPette P3940-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette (100-1000 &#181;L)</td>
			<td>Labnet</td>
			<td>BioPette P3940-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette (10-100 &#181;L)</td>
			<td>Labnet</td>
			<td>BioPette P3940-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette tips (0.1-10 &#181;L)</td>
			<td>USA Scientific Inc Tips</td>
			<td>11113810</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette tips (2-200 &#181;L)</td>
			<td>BrandTech</td>
			<td>13-889-143</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette tips (50-1000 &#181;L)</td>
			<td>BrandTech</td>
			<td>13-889-145</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoresist developer solution</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td>MEGAPOSIT MF-26A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Positive photoresist</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td>MEGAPOSIT 220-7.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reactive-ion etcher (RIE)</td>
			<td>Oxford Instruments</td>
			<td>Plasma Lab 80 Plus</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon wafer cutter</td>
			<td>Euro Tool</td>
			<td>CSCB-431.00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon wafer; 4&#34; diameter</td>
			<td>Silicon Valley Microelectronics Inc.&#160;</td>
			<td>0017227-048</td>
			<td>P type, boron doped, thickness 525 &#177; 25 &#181;m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teflon AF 2400</td>
			<td>Chemours&#160;</td>
			<td>D14896765</td>
			<td>1% solids</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrabutylammonium bicarbonate (TBAHCO3)</td>
			<td>ABX Advanced Biochemical Compounds</td>
			<td>808</td>
			<td>Aqueous solution stabilized with ethanol, 0.075 M</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Themal conducting paste</td>
			<td>OMEGA</td>
			<td>OT-201-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TLC plates</td>
			<td>Merck KGaA</td>
			<td>1.05554.0001</td>
			<td>Silica gel 60 F254, 50 mm x 60 mm, aluminum back</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tosyl-fallypride</td>
			<td>ABX Advanced Biochemical Compounds</td>
			<td>1550.004.000</td>
			<td>Fallypride precursor, &#62;90%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trimethylamine (TEA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>75-50-3</td>
			<td>&#8805; 99%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tweezers</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>UX-07387-08</td>
			<td>Stainless steel, fine tip</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

optimization of radiochemical reactions using droplet arrays

Gli attuali radiosintesizzatori automatizzati sono progettati per produrre grandi lotti clinici di radiofarmaci. Non sono adatti per l'ottimizzazione della reazione o lo sviluppo radiofarmaceutico nuovo poiché ogni punto dati comporta un consumo significativo di reagenti e la contaminazione dell'apparecchio richiede tempo per il decadimento radioattivo prima del successivo utilizzo. Per affrontare queste limitazioni, è stata sviluppata una piattaforma per eseguire in parallelo array di reazioni a base di goccioline in miniatura, ognuna confinata all'interno di una trappola di tensione superficiale su un "chip" di silicio rivestito di politetrafluoroetilene modellato. Questi chip consentono studi rapidi e convenienti dei parametri di reazione, tra cui concentrazioni di reagenti, solvente di reazione, temperatura di reazione e tempo. Questa piattaforma consente il completamento di centinaia di reazioni in pochi giorni con un consumo minimo di reagenti, invece di prendere mesi utilizzando un radiosintesinteizzatore convenzionale.

Per illustrare questo metodo è stato eseguito un esperimento rappresentativo. Utilizzando 16 reazioni, gli studi di ottimizzazione del radiofarmaco [18F]fallypride sono stati eseguiti da una concentrazione precursore variabile (77, 39, 19, 9.6, 4.8, 2.4, 1.2 e 0.6 mM) nell'alcol di tesile:MeCN (1:1, v/v) come solvente di reazione. Le reazioni sono state eseguite a 110 °C per 7 minuti. L'efficienza di raccolta, la composizione del campione (cioè le proporzioni del[18</su...

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Optimization of Radiochemical Reactions using Droplet Arrays

Questo metodo descrive l'uso di una nuova metodologia ad alta produttività, basata su reazioni chimiche a goccia, per l'ottimizzazione rapida ed economica dei radiofarmaci usando quantità di nanomole di reagenti.

Ottimizzazione delle reazioni radiochimiche utilizzando array di goccioline

Current automated radiosynthesizers are designed to produce large clinical batches of radiopharmaceuticals. They are not well suited for reaction ...

Gli attuali sintetizzatori radio automatizzati sono progettati per produrre grandi lotti di radiofarmaci ampiamente utilizzati, come l'FDG. A causa del numero limitato di sintesi possibili al giorno e del consumo relativamente elevato di reagenti, questi sistemi, tuttavia, non sono adatti per eseguire studi di ottimizzazione della sintesi. Con questa tecnica, la produttività è significativamente aumentata eseguendo fino a 16 reazioni simultanee in parallelo e il consumo di reagenti è ridotto di cento volte.Inoltre, eseguendo reazioni in parallelo, sono necessari lotti equi di radioisotopi per completare uno studio. L'aumento della produttività consente un'esplorazione più ampia delle condizioni di reazione con un numero maggiore di repliche ciascuna rispetto all'uso di strumenti convenzionali. Mentre questo protocollo mostra l'ottimizzazione della concentrazione precursore nella sintesi del fallypride, la tecnica può essere utilizzata per ottimizzare altre condizioni e altri radiofarmaci.Inizia fabbricando lotti di chip di microdroplet multi-reazione da wafer di silicio da quattro pollici utilizzando tecniche di fotolitografia standard. In questo protocollo, l'ottimizzazione ad alta produttività della concentrazione precursore è dimostrata con la sintesi del Fallypride radiofarmaceutico. 16 reazioni simultanee possono essere eseguite su un singolo chip.Le condizioni da confrontare sono mappate ai siti di reazione. Preparare una soluzione stock del solvente di reazione costituita da alcol di lino e acetonitrile in una miscela uno a uno per volume. Assicurarsi che il volume sia sufficiente per creare la serie di diluizione pianificata.Preparare una soluzione di 30 microlitri di precursore nel solvente di reazione con la massima concentrazione da esplorare. Dalla soluzione del materiale precursore e dal solvente di reazione eseguire diluizioni seriali due volte superiori in un insieme di tubi a microcentrifugo per preparare le diverse concentrazioni della soluzione precursore. Preparare un altro set di tubi a microcentrifugo per raccogliere ogni prodotto di reazione grezzo utilizzando un marcatore permanente per etichettare ogni tubo con un numero univoco.Assicurarsi che il numero totale di tubi a microcentrifugo corrisponda al numero di condizioni moltiplicate per il numero di repliche. Preparare uno stock di 10 millilitri di soluzione di raccolta composto da nove a uno metanolo per l'acqua deionizzata. Aliquot 50 microlitri di ciascuno in un set aggiuntivo di 16 tubi a microcentrifugo etichettati come soluzione di raccolta.Preparare una soluzione stock di fluoruro mescolando circa sette millicurie della sorgente di fluoruro con 56 microlitri di bicarbonato di tetrabutilammonio millimolare e diluindo con acqua DI fino a 140 microlitri. Utilizzando una micropipetta, caricare una goccia di otto microliter di soluzione stock di fluoruro sul primo punto di reazione di un chip multi-reazione. Misurare l'attività del chip posizionandolo in un calibratore di dose e registrare il momento in cui viene effettuata la misurazione.Rimuovere il chip dal calibratore di dose e caricare una goccia di otto microliter di soluzione di fluoruro sul secondo punto di reazione. Misurare l'attività sul chip e registrare il momento in cui viene effettuata la misurazione. Ripetere questo processo per tutti gli altri siti di reazione.Calcolare l'attività caricata per punto di reazione prendendo la misurazione dell'attività dopo aver caricato il radioisotopo e sottratto la misurazione precedente prima del caricamento del sito. Per allineare il chip multireazione sul riscaldatore, aggiungere un sottile strato di pasta termica sopra il riscaldatore ceramico. Posizionare con cura il chip sopra il riscaldatore utilizzando una pinzetta allineando l'angolo di riferimento del truciolo con l'angolo di riferimento del riscaldatore.Il chip dovrebbe sovrascriva il riscaldatore di una piccola quantità. Riscaldare il chip per un minuto impostando il riscaldatore a 105 gradi Celsius nel programma di controllo per evaporare le goccioline, lasciando un residuo essiccato di fluoruro e bicarbonato di tetrabutilammonio. Quindi, raffreddare il chip impostando il riscaldatore a 30 gradi Celsius e accendendo la ventola di raffreddamento con il programma di controllo.Utilizzando una micropipetta, aggiungere una soluzione di sei microlitri di precursore del fallypride sopra il residuo essiccato sul primo sito di reazione. Ripeti questo per tutti gli altri siti di reazione sul chip. Utilizzare il piano di ottimizzazione per determinare quale concentrazione della serie di diluizione viene utilizzata per ogni sito di reazione.Riscaldare il chip a 110 gradi Celsius per sette minuti utilizzando il programma di controllo per eseguire la reazione di radiofluorizzazione, quindi raffreddare il chip impostando il riscaldatore a 30 gradi Celsius e accendendo la ventola di raffreddamento con il programma di controllo. Raccogliere il prodotto grezzo nel primo sito di reazione aggiungendo 10 microlitri di soluzione di raccolta dal tubo di microcentrifugo designato. Dopo aver atteso cinque secondi, aspirare il prodotto grezzo diluito e trasferirlo sul corrispondente tubo di microcentrifugo di raccolta.Ripetere questo processo per un totale di quattro volte utilizzando la stessa punta della pipetta e quindi chiudere il tubo di microcentrifugo. Ripetere questi passaggi per raccogliere il prodotto grezzo da tutti gli altri siti di reazione sul chip. Per determinare l'efficienza di raccolta per la prima reazione sul chip, posizionare il tubo di microcentrifugo con il prodotto grezzo raccolto del primo punto di reazione nel calibratore di dose per misurare l'attività.Registrare la misurazione e il tempo della misurazione. Ripetere questo processo per ciascuno dei prodotti grezzi raccolti. Calcolare l'efficienza di raccolta dividendo l'attività del prodotto grezzo raccolto per l'attività iniziale misurata per lo stesso sito di reazione.Ripeti questo per tutti gli altri siti di reazione sul chip. Quindi, analizzare la composizione di ogni prodotto grezzo raccolto. Con una matita, disegna una linea a 15 millimetri di distanza dal bordo inferiore della piastra TLC e un'altra linea a 50 millimetri di distanza dallo stesso bordo.La prima linea è la linea di origine e la seconda è la prima linea del solvente. Disegna otto piccole X lungo la linea di origine con una spaziatura di cinque millimetri per definire la posizione di avvistamento del campione per ciascuna delle otto corsie. Utilizzando una micropipetta, trasferire 0,5 microlitri del primo prodotto grezzo sulla piastra TLC alla X per la prima corsia.Ripetere questo per ulteriori prodotti grezzi, quindi attendere che i punti si asciughino. Sviluppare ogni piastra TLC utilizzando una fase mobile del 60% di acetonitrile in formato ammonio millimolare da 25 millimolare con 1%TEA fino a quando il fronte solvente raggiunge la prima linea del solvente. A quel tempo, rimuovere la piastra TLC dalla camera e attendere che il solvente sulla piastra TLC si asciughi, quindi posizionare la piastra TLC nel sistema di imaging Cerenkov e coprirla con uno scivolo al microscopio di vetro.Ottenere un'immagine di radioattività di ogni lastra TLC impostando il sistema di imaging Cerenkov su un'esposizione di cinque minuti, quindi selezionare il file prodotto dell'immagine su una piastra TLC ed eseguire correzioni standard dell'immagine. Utilizza l'analisi della regione di interesse per la prima corsia della prima piastra TLC. Disegna le regioni attorno a ogni banda visibile nella corsia, quindi calcola la frazione di intensità integrata di ogni regione rispetto all'intensità integrata totale di tutte le regioni.Determinare l'efficienza di fluorinazione come frazione di attività nella banda di Fallypride. Ripeti questa analisi per tutte le altre corsie su tutte le piastre TLC. Quindi, calcolare la resa radiochimica grezza per ogni reazione e scegliere la concentrazione ottimale del precursore esaminando la resa radiochimica grezza in funzione della concentrazione precursore.Studi di ottimizzazione del Fallypride radiofarmaceutico sono stati eseguiti vari livelli di concentrazione precursore nell'acetonitrile di alcole di lino. Le reazioni sono state eseguite a 110 gradi Celsius ogni sette minuti. L'efficienza della raccolta e la composizione del campione sono mostrate qui.L'efficienza di fluorinazione è aumentata con l'aumentare della concentrazione di precursori e la concentrazione di fluoruro non transazionato è diminuita. C'era una piccola quantità di prodotto collaterale radioattivo a basse concentrazioni precursori, che non si formava alle concentrazioni più elevate di precursori. L'efficienza di raccolta era quasi quantitativa per la maggior parte delle condizioni, anche se è leggermente diminuita a basse concentrazioni precursori.La più alta resa radiochimica grezza è stata raggiunta con una concentrazione precursore di 39 millimolare. A questa condizione, l'efficienza di fluorinazione era del 96%Il RCY grezzo era dell'87% e non vi era alcuna formazione di prodotti collaterali radioattivi osservati. È fondamentale avere un piano di mappa di quale condizione di reazione corrisponde a quale goccia di reazione sul chip e avere tubi di reagente opportunamente etichettati e tubi di raccolta del prodotto che possono essere ricontrollati durante l'esperimento.La procedura può essere utilizzata per l'ottimizzazione di altre condizioni di reazione, come quantità di base, tipo di solvente o volume di reazione. Può anche essere utilizzato per ottimizzare la sintesi di altri radiofarmaci.

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